机械能和机械功总复习.docx
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机械能和机械功总复习
个性化教学设计教案
授课时间：
2014-10-17
备课时间：
2014-10-16
年级：
初三学科：
物理课时：
2
课题名称
机械能和机械功月考总复习
授课教师：
教学目标
通过对《机械能和机械功》的全面复习，熟悉中考题型，掌握解题的方法和技巧，提高做题能力。
教学过程：
【知识点梳理】
机械功和机械能
一、功：
1、力学里所说的功包括两个必要因素：
一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2、不做功的三种情况：
有力无距离、有距离无力（惯性）、力和距离垂直、。
巩固：
☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。
（原因是足球靠惯性飞出）。
3、力学里规定：
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式：
W=FS
4、功的单位：
焦耳，1J=1N·m。
把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。
5、应用功的公式注意：
①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。
二、功的原理：
1、内容：
使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：
使用任何机械都不省功。
2、说明：
（请注意理想情况功的原理可以如何表述？
）
①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们：
使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：
使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）
3、应用：
斜面
①理想斜面：
斜面光滑
②理想斜面遵从功的原理；
③理想斜面公式：
FL=Gh其中：
F：
沿斜面方向的推力；L：
斜面长；G：
物重；h：
斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f，则：
FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。
三、机械效率：
１、有用功：
定义：
对人们有用的功。
公式：
W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总
斜面：
W有用=Gh
2、额外功：
定义：
并非我们需要但又不得不做的功
公式：
W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：
W额=fL
3、总功：
定义：
有用功加额外功或动力所做的功
公式：
W总=W有用＋W额=FS=W有用／η
斜面：
W总=fL+Gh=FL
4、机械效率：
①定义：
有用功跟总功的比值。
②公式：
斜面：
定滑轮：
动滑轮：
滑轮组
③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法：
减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5、机械效率的测量：
①原理：
②应测物理量：
钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器材：
除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤：
必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：
保证测力计示数大小不变。
⑤结论：
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
B提升重物越重，做的有用功相对就多。
C摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
四、功率：
1、定义：
单位时间里完成的功
2、物理意义：
表示做功快慢的物理量。
3、公式：
=Fv
4、单位：
主单位W常用单位kWmW马力
换算：
1kW=103W1mW=106W1马力=735W
某小轿车功率66kW，它表示：
小轿车１s内做功66000J
5、机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
五、机械能
（一）、动能和势能
1、能量：
一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
理解：
①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：
山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
2、知识结构：
3、探究决定动能大小的因素：
① 猜想：
动能大小与物体质量和速度有关；
2实验研究：
研究对象：
小钢球方法：
控制变量法；
？
如何判断动能大小：
看小钢球能推动木快做功的多少
？
如何控制速度不变：
使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；
？
如何改变钢球速度：
使钢球从不同同高度滚下；
③分析归纳：
保持钢球质量不变时结论：
运动物体质量相同时；速度越大动能越大；
保持钢球速度不变时结论：
运动物体速度相同时；质量越大动能越大；
④得出结论：
物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
物体
质量m/kg
速度v/（m.s-1）
动能E/J
牛
约600
约0.5
约75
中学生
约50
约6
约900
练习：
☆右表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：
分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是速度你判断的依据：
人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12倍说明速度对动能影响大
4、机械能：
动能和势能统称为机械能。
理解：
①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
（二）、动能和势能的转化
1、知识结构：
2、动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；
3、动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
4、动能与势能转化问题的分析：
⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：
没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
（三）、水能和风能的利用
1、知识结构：
2、水电站的工作原理：
利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。
练习：
☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么？
大坝为什么要设计成上窄下宽？
答：
水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。
【中考零距离】
2013年中考物理套试题分类汇编——功和机械能（100套）一、选择题
（2013四川自贡）3、小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（ ）
A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J
（2013四川自贡）14.甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是（）
A．F甲＞F乙B．F甲＜F乙C．W甲＞W乙D．W甲＜W乙
（2013年福州）10.如图6所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是
（2013武汉）17.三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。
他们展开了如下的讨论：
甲：
只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；
乙：
在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；
丙：
在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。
其中观点正确的是
A.甲、乙和丙B.甲和乙C.甲和丙D.乙和丙
（2013年苏州市）1．在如图所示的四位科学家中，以其名字命名功率单位的是
（2013杭州）13．在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。
质量分别为m,2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是
A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
（2013达州）5.中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1min内跳了120次，每次跳离地面的高度约为5cm，则他跳绳时的功率最接近（）
A.5WB.50WC.500WD.5000W
12．（2分）（2013•德州）用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（ ）
A．
F1＞F2W1＞W2
B．
F1=F2W1＞W2
C．
F1=F2W1＜W2
D．
F1＜F2W1＜W2
（2013泸州）26、一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动（不考虑空气的阻力和钢索重力），货物运动的路程（s）一时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是：
（）
A．2s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小
B．货物竖直向上运动时，4s时的速度小于10s时的速度
C．0至6s内钢索拉力做的功小于6s至12s内钢索拉力做的功
D．货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变
9．（3分）（2013•长沙）我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之．日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里大约还有的可乐．对此，下列描述正确的是（ ）
A．
可乐瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能
B．
可乐瓶对挡风玻璃没有做功
C．
可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能
D．
可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能
（2013郴州）13．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。
它从近地点向远地点运动过程中
A．动能增大，势能减小，机械能不变
B．动能增小，势能减大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能变大
D．动能减小，势能不变，机械能变小
（2013云南）5．乒乓球的直径被加大后，提高了乒乓球比赛的观赏性。
玛丽认为直径增加了，乒乓球的弹性减弱了，吉姆认为乒乓球弹性是否减弱必须通过实验来证明。
能够验证玛丽的说法是否正确的是
A。
把直径不同的乒乓球掷向竖直墙壁，比较反弹后落地的距离
B。
把直径不同的乒乓球抛向地面，比较落地后反弹的高度
C。
把直径不同的乒乓球在不同高度由静止释放，比较落地后反弹的高度
D。
把直径不同的乒乓球在同一高度由静止释放，比较落地后反弹的高度
（2013内江）42．（3分）已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同．现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为
A．m1：
m2B．
：
B．
：
D．
：
（2013广州）10．如图9所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，
足球（）
A．在b、d两点动能相等
B．在a、d两点动能相等
C．从b到c的过程机械能减少
D．从c到d的过程重力势能减少
9．（3分）（2013•日照）如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中（ ）
A．
重力势能增加、动能减小
B．
重力势能减小、动能增加
C．
重力势能增加、动能增加
D．
重力势能不变、动能不变
（2013雅安）5.如图2所示,铅球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是（不计空气阻力）
A.铅球由a→b时,动能逐渐增大
B.铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C.铅球由b→c时,机械能逐渐减小
D.铅球在c点时动能最大
（2013年浙江省舟山）20．如图是杂技演员演出时的过程示意图。
男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。
由于存在阻力，故
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
（荆门市2013年）20．有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另
一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自
然伸直。
B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相
等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C
点的运动过程中忽略空气阻力，则
A．从O至C运动员速度一直减小
B．从O点至A点运动员机械能不守恒,从A点至C点机械
能守恒
C．从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动
员速度减小
D．从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动
员速度减小
（荆门市2013年）21．一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，把小球拉离竖直位置松手，
让他摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的
幅度会逐渐减小，最终停下来，对于小球在摆动过程中的能量
转化情况，下列说法不正确的是
A．小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能
B．小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能
C．小球摆动过程中机械能守恒
D．小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少
（2013新疆维吾尔）9．对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质是限制了汽车的
A．摩擦力B．势能c．动能D．惯性
二、填空题
14．（4分）（2013•绵阳）体重60kg的王健做引体向上，在1min时间内完成了10个，每次上拉，身体重心上升30cm，则他每完成一次引体向上做功 J，1min内的平均功率是 W．（g取10N/kg）
15．（2分）（2013•枣庄）小明将放在水平桌面上重为3N的物理课本，水平匀速拉动0.5m．所用的水平拉力为1N，则课本重力做功 J，水平拉力做功 J．
（2013郴州）26.一颗子弹在枪膛中所受平均推力约为500N，枪管长1.2m，子弹从被击发到离开枪口用时0.1s则推力做功为J，做功的功率为W。
（2013镇江）14．图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．由图可知，下落过程中，皮球的速度，离开地面上升的过程中，皮球重力势能，动能．皮球运动过程中的机械能．（均选填“增大”、“减小”或“不变”．）
（2013济宁）16、如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。
从图中可以判断：
小球在a、b位置间的平均速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在c、d位置间的平均速度；在上升过程中，小球的重力势能 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”）。
三、实验探究题
（2013湛江）19.图13（a）是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止灌下，碰到同一木块上；图13（b）是探究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动，请回答一下问题：
第17题图第18题图第19题图第20题图
（1）图13（a）实验的目的是探究钢球动能的大小与的关系.通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种常用的实验方法是法.
（2）图13（b）实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是：
.
水平面越光滑，小车受到的摩擦力越（填“大”或“小”），根据小车运动距离的远近，推理得出：
运动的物体如果不受外力作用，将永远做.
（3）小明同学想在图13（a）基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系，请你帮他设计实验，写出简要的实验步骤及论证方法：
.
（1）速度转换
（2）保持小车在水平面上的速度一样小匀速直线运动
（3）步骤：
1.取两个质量不同的小球A、B
2.让两个小球分别在同一高度自由滑下
论证：
通过观察两个不同的小球分别推动木块的距离大小判断动能与质量的关系。
（2013扬州）．（7分）小华骑自行车下坡时，想到从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢？
回家后她找来了小车、秒表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示。
首先对影响小车下滑快慢的因素作出以下猜想，猜想一：
与小车的质量有关；猜想二：
与斜面的高度有关；猜想三：
与斜面的长度有关。
（1）根据所学知识，断定猜想二是正确的，依据是______________。
（2）为了验证猜想一，小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码，分别从斜面的顶端由静止释放，测出下滑的时间。
小华测量的结果如下表，她怀疑第三次测量错误，于是重新测量并进行了修正。
你认为小华第三次测量时间偏小的原因，除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外，还有一种在操作上存在的问题可能是___________；经过对修正后的数据分析，猜想一是______（正确/错误）的.
实验次数
1
2
3
4
小车内放置钩码的质量m/g
0
50
100
150
时间t/s
2.5
2.5
2.0
2.5
（3）为了验证猜想三，小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放，测出下滑的时间。
她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出猜想三是正确的。
请对小华这一探究作出评价，指出她存在的两个主要问题是①__________；②____________。
（4）接着小华又作出：
“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为她___（需/不需）要对这一猜想进行探究。
如需要，说出方案，如不需要，说出原因：
______。
（1）动能是由重力势能转化而来的；
（2）小车没有从静止释放；错误；（3）①改变长度时，没有控制高度一定；②路程不同，不能只通过时间比较运动快慢；（3）不需；斜面的高度、长度和倾角之间有一定的定量关系．
（2013年广东省）22．（6分）利用如题22图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。
题22图中的摆长L都相同，θA＜θB，球A、B的质量分别为mA、mB,（mA＜mB）。
（l）如题22图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的无关。
（2）如题22图甲、乙所示，观察到B球能将木块c撞得更远由此可得出结论：
。
（3）题22图乙中小球B到达竖直位置时的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。
题22图丙中小球B到达竖直位置时的速度如题22图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：
。
答案：
20．（8分）（2013•绵阳）李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．同学们猜想：
弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：
（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点．测量 BC 之间的距离和 AD 之间的距离，并改变 BC 之间的距离，测多组数据，分析数据得到：
弹簧长度变化量越大，弹性势能越大．
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点．分别测量 AD 之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：
弹性势能与弹簧粗细有关．
四、计算题
（2013年苏州市）27．（6分）一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N．
（1）求货车空载行驶时所受的阻力大小；
（2）求货车以36km／h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；
（3）当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物．
答案：
27．
（1）2.5×103N
（2）2.5×103N（3）1.1×104N
（2013年上海市）20．物体在20牛的水平拉力作用下沿拉力的方向做匀速直线运动，5秒内前进了3米。
求此过程中
拉力做的功
和功率
。
答案：
20．
；
（2013湖北省宜昌市）30．小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动，到养老院当义工，在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼。
小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼，用时20s；第二趟将
两壶油从一楼提到三楼，用时30s。
已知每壶油的质量为5kg，小勇的质量为45kg，每层
楼的楼高是3m。
（g=10N/kg）
（1）第一趟小勇做了多少有用功？
小勇做功的总功率是多少？
（2）比较小勇两趟做功效率的高低，并说明理由。
答案：
30.
（1）W有用=G油h=m油gh=5kg×10N/kg×6m=300J……………（1分）
W总=G总h=（m油+m人）gh=（5kg+45kg）×10N/kg×6m=3000J
…………………………………（1分）
【课后作业】
一、选择题（每小题3分，共36分）
1、以下实例中，力对物体做功的是（）
A．举重运动员举着杠铃不动B．小明将水桶从地面上提起
C．吊车吊着货物在空中水平匀速移动D．用力搬桌子而未搬起
2．如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是（）
A.三次做功一样多 B.对A做的功多
C. 对B做的功多D.对C做的功多
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